CN115578510A - 不可移动文物元宇宙构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不可移动文物元宇宙构建方法，该可移动文物元宇宙构建方法包括：S101：通过倾斜摄影测量的方式获取不可移动文物的整体三维模型，并根据点云或者BIM数据的方式构建不可移动文物的主体三维模型、附属物三维模型；S102：获取不可移动文物的属性数据，将主体三维模型与整体三维模型重叠在一起，并根据重叠信息裁剪整体三维模型，将附属物三维模型移动至与主体三维模型对应的位置以形成元宇宙场景；S103：将属性数据挂接至元宇宙场景，渲染元宇宙场景。本发明扩展了文化传播渠道，有利于管理者更加方便直观地对不可移动文物的日常管理，同时可以近距离观看和欣赏这些文物，体验性好，从而促进不可移动文物文化的传播推广。

Description

不可移动文物元宇宙构建方法

技术领域

本发明涉及元宇宙技术领域，尤其涉及一种不可移动文物元宇宙构建方法。

背景技术

目前，据统计中国已登记在册的文物点约有35万处，收藏于各类博物馆当中的文物达1200万件，每年还有大量的文物出土，但由于受到时间、空间以及保存条件、保护技术等诸多限制，文物中存在大量不可移动文物，如古建筑物(历史建筑)、传统聚落、古市街，考古遗址等。

并且，为了展示这些不可移动文物的相关的文化，采取将其开放展示，这种展示方式难以方便直观地对不可移动文物的日常管理。且使人们难以近距离观看和欣赏这些文物，体验性差，不利于不可移动文物相关文化的传播推广。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种不可移动文物元宇宙构建方法，获取不可移动文物的相关数据，利用该数据构建不可移动文物的整体三维模型、主体三维模型以及附属物三维模型，通过三维模型组合创建元宇宙场景，并在元宇宙场景中挂接不可移动文物的属性数据，可以直观地将不可移动文物展示在元宇宙，扩展了文化传播渠道，有利于管理者更加方便直观地对不可移动文物的日常管理，同时提升公众的线上线下沉浸式交互体验效果，可以近距离观看和欣赏这些文物，体验性好，从而促进不可移动文物文化的传播推广。

为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种不可移动文物元宇宙构建方法，所述不可移动文物元宇宙构建方法包括：S101：通过倾斜摄影测量的方式获取不可移动文物的整体三维模型，并根据点云或者BIM数据的方式构建不可移动文物的主体三维模型、附属物三维模型；S102：获取不可移动文物的属性数据，将主体三维模型与所述整体三维模型重叠在一起，并根据重叠信息裁剪所述整体三维模型，将附属物三维模型移动至与所述主体三维模型对应的位置以形成元宇宙场景；S103：将属性数据挂接至所述元宇宙场景，渲染元宇宙场景。

进一步地，所述渲染元宇宙场景的步骤之后还包括：接收登录信息，并在通过登录信息确定登录成功后，生成用户的虚拟数据人，通过虚拟数据人展示元宇宙交互场景。

进一步地，所述生成用户的虚拟数据人的步骤具体包括：预设各种类型的虚拟数字人，获取用户的面部信息，根据所述面部信息的识别结果选择匹配的虚拟数字人，并根据所述面部信息修改所述虚拟数字人；或获取用户的外观信息，根据所述外观信息进行三维重建生成所述虚拟数字人。

进一步地，所述通过虚拟数据人展示元宇宙交互的步骤包括：获取用户选择的体验模式，根据所述体验模式展示体验内容，并根据输入的指令执行虚拟数字人之间的互动。

进一步地，所述通过虚拟数据人展示元宇宙交互的步骤还包括：获取元宇宙交互信息和体验反馈信息，根据所述元宇宙交互信息、体验反馈信息迭代优化不可移动文物元宇宙。

进一步地，所述通过倾斜摄影测量的方式获取不可移动文物的整体三维模型的步骤具体包括：获取所述不可移动文物的倾斜摄影数据、近地面数据，根据所述倾斜摄影数据、近地面数据构建不可移动文物的整体三维模型。

进一步地，所述获取不可移动文物的属性数据的步骤之后还包括：根据所述属性数据的类型，将所述属性数据转换为与所述类型对应的格式。

进一步地，所述将主体三维模型与所述整体三维模型重叠在一起的步骤具体包括：加载所述主体三维模型、整体三维模型以及附属物三维模型，根据所述主体三维模型、整体三维模型中的同名点将所述主体三维模型、整体三维模型重合在一起。

进一步地，所述将附属物三维模型移动至与所述主体三维模型对应的位置的步骤具体包括：获取附属物与主体之间的空间关系，根据所述空间关系移动所述附属物三维模型。

进一步地，所述将属性数据挂接至所述元宇宙场景的步骤具体包括：获取所述元宇宙场景中每个三维模型的标识码，根据所述标识码将所述三维模型与所述属性数据绑定在一起。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：获取不可移动文物的相关数据，利用该数据构建不可移动文物的整体三维模型、主体三维模型以及附属物三维模型，通过三维模型组合创建元宇宙场景，并在元宇宙场景中挂接不可移动文物的属性数据，可以直观地将不可移动文物展示在元宇宙，扩展了文化传播渠道，有利于管理者更加方便直观地对不可移动文物的日常管理，同时提升公众的线上线下沉浸式交互体验效果，可以近距离观看和欣赏这些文物，体验性好，从而促进不可移动文物文化的传播推广。

附图说明

图1为本发明不可移动文物元宇宙构建方法一实施例的流程图；

图2为本发明不可移动文物元宇宙构建方法另一实施例的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，通常在此处附图中描述和示出的各本公开实施例在不冲突的前提下，可相互组合，其中的结构部件或功能模块可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。

在本申请公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数生式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数生式，除非上下文清楚地表示其它含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参阅图1-2，其中，图1为本发明不可移动文物元宇宙构建方法一实施例的流程图；图2为本发明不可移动文物元宇宙构建方法另一实施例的流程图。结合图1-2对本发明不可移动文物元宇宙构建方法进行说明。

在本实施例中，执行不可移动文物元宇宙构建方法的设备可以为笔记本电脑、台式机、云平台以及其他能够用于构建三维模型和元宇宙的智能终端，智能终端执行的不可移动文物元宇宙构建方法包括：

S101：通过倾斜摄影测量的方式获取不可移动文物的整体三维模型，并根据点云或者BIM数据的方式构建不可移动文物的主体三维模型、附属物三维模型。

在本实施例中，通过倾斜摄影测量的方式获取不可移动文物的整体三维模型的步骤具体包括：获取不可移动文物的倾斜摄影数据、近地面数据，根据倾斜摄影数据、近地面数据构建不可移动文物的整体三维模型。通过制作整体三维模型的方式体现不可移动文物所在地区的全貌，便于公众对不可移动文物所在环境有更直观的全局认识。

其中，倾斜摄影数据包括通过无人机或直升机或其他器件航拍得到的倾斜摄影数据以及近地面数据，其中近地面数据为不可移动文物靠近地面部分的摄影数据，通过增加近地面数据的方式增加整体三维模型的精度。

在一个具体的实施例中，智能终端运行smart3d等建模软件，获取倾斜摄影数据、近地面数据后，通过建模软件对倾斜摄影数据、近地面数据进行空三计算，将两者的空三计算结果通过同名点连接的方式进行匹配，根据匹配后的数据建立整体三维模型，消除三维模型的拉花扭曲，提升模型浏览体验。

在本实施例中，通过激光扫描等三维扫描技术获取不可移动文物主体以及其附属物的点云数据。其中，智能终端可以通过3dmax、blender、c4d等建模软件进行数据处理以得到主体三维模型、附属物三维模型，也可通过BIM技术生成主体三维模型、附属物三维模型其中，主体三维模型为不可移动文物自身的三维框架结构模型，附属物三维模型为不可移动文物中的桌椅、床榻、牌匾、灯、垃圾箱及其他的小型模型。通过该主体三维模型、附属物三维模型实现后续的元宇宙交互。

S102：获取不可移动文物的属性数据，将主体三维模型与整体三维模型重叠在一起，并根据重叠信息裁剪整体三维模型，将附属物三维模型移动至与主体三维模型对应的位置以形成元宇宙场景。

在本实施例中，不可移动文物的属性数据包括不可移动文物相关的文字(如不可移动文物的简介)、图片(文物照片)、音视频、文档等能够传播不可移动文物的相关知识和文化的数据。其中，若数据记录在纸质文档中，还可以通过键盘输入、扫描等方式进行数字化处理以将其采集到智能终端中。

获取不可移动文物的属性数据的步骤之后还包括：根据属性数据的类型，将属性数据转换为与类型对应的格式。

在一个具体的实施例中，采集属性数据后，将属性数据中的文字、图片、声音、视频分别转换为doc、png、mp3、mp4格式。

在本实施例中，将主体三维模型与整体三维模型重叠在一起的步骤具体包括：加载主体三维模型、整体三维模型以及附属物三维模型，根据主体三维模型、整体三维模型中的同名点将主体三维模型、整体三维模型重合在一起。

其中，通过预设的游戏引擎加载三维模型构建元宇宙前，将整体三维模型、主体三维模型、附属物三维模型转换为游戏引擎支持的数据格式，该数据格式可以为fbx、obj等通用格式。

在一个具体的实施例中，重叠主体三维模型、整体三维模型的步骤包括：1)、将整体三维模型和主体三维模型同时加载到指定的游戏引擎；2)、获取主体三维模型的包围盒，同时生成与这个包围盒大小一致的BOX，设置该BOX材质为透明(不让BOX被看到)，并与主体三维模型放入同一个组里面(便于后续主体与BOX一起移动)；3)、通过设置整体三维模型材质为遮罩类型(便于后续裁剪)，并将BOX位置、大小作为参数实时绑定再整体三维模型的材质中，通过移动主体和BOX调整其位置以使二者的同名点重合。

在本实施例中，通过重叠信息获取整体三维模型与主体重叠的部分，并将该部分从整体三维模型中裁剪去除。

在本实施例中，将附属物三维模型移动至与主体三维模型对应的位置的步骤具体包括：获取附属物与主体之间的空间关系，根据空间关系移动附属物三维模型。其中，可以通过不可移动文物的现场照片确定附属物与主体之间的空间关系，进而根据空间关系移动附属物三维模型以使附属物三维模型与主体三维模型的相对位置符合该空间关系。

在其他实施例中，也可以根据输入的主体三维模型与附属物三维模型的空间关系信息移动附属物三维模型。还可以判断整体三维模型中是否包括该附属物的模型，若是，则移动附属物三维模型以使其与整体三维模型中对应的附属物重合。

S103：将属性数据挂接至元宇宙场景，渲染元宇宙场景。

在本实施例中，将属性数据挂接至元宇宙场景的步骤具体包括：获取元宇宙场景中每个三维模型的标识码，根据标识码将三维模型与属性数据绑定在一起。

其中，三维模型中不可移动文物主体以及附属物中的每个部件均有唯一的标识码，通过该属性数据与对应的标识码绑定的方式实现属性数据的绑定在一起。绑定在一起后，根据用户选择或操作的三维模型展示该三维模型的标识码绑定的属性数据。

在一个实施例中，为了简化操作和避免体验卡顿、流畅性差，在构建元宇宙场景后利用云渲染平台对元宇宙场景的程序包进行渲染生成元宇宙。

在本实施例中，渲染元宇宙场景的步骤之后还包括：接收登录信息，并在通过登录信息确定登录成功后，生成用户的虚拟数据人，通过虚拟数据人展示元宇宙交互场景。

在本实施例中，登录信息可以为用户的指纹、账户密码、掌纹以及其他能够用于注册和识别用户身份的信息。

其中，生成用户的虚拟数据人的步骤具体包括：预设各种类型的虚拟数字人，获取用户的面部信息，根据面部信息的识别结果选择匹配的虚拟数字人，并根据面部信息修改虚拟数字人；或获取用户的外观信息，根据外观信息进行三维重建生成虚拟数字人。

在一个具体的实施例中，通过建模软件构建不同性别、年龄段的虚拟数字人，存储虚拟数字人的信息，通过激光扫描技术，获取用户的面部信息，并根据面部AI识别技术判断用户的性别、年龄等信息，利用该信息匹配到与用户相近的虚拟数字人，并将通过激光扫描技术获取到的面部信息作为该虚拟数字人的面部特征模型使其更加逼真(将采集到的面部点云数据进行建模，得到面部详细模型，并将面部模型与提前建好的虚拟人面部模型进行替换)。

在另一个具体的实施例中，通过激光扫描技术+三维重建技术构建用户的人物模型，由于这种方式制作的虚拟数字人就是根据用户真实的外观实时三维重建而来(采集用户外观，基于该外观进行三维重建，与整体三维模型的制作方式一样，不过只是用点云数据进行三维重建)，无需进行额外的匹配，其重建时间慢，但是更加逼真，同时在参观体验完成后，可将生成的用户自身的虚拟数字人的数字资产(数字资产就是上述重建得到的三维重建结果，三维模型)及其三维打印出的实体模型作为纪念品。

通过虚拟数据人展示元宇宙交互的步骤包括：获取用户选择的体验模式，根据体验模式展示体验内容，并根据输入的指令执行虚拟数字人之间的互动。

在本实施例中，体验模式包括自由体验模式、游戏体验模式，其中，自由体验模式基于XR技术实现交互互动，在该模式下可选择第一人称或第三人称视角进行自由漫游交互体验，在漫游过程中可对不可移动文物主体及其附属物进行点击查询，查询得到的信息会以弹框的形式体现，弹框中可包含文字、图片、视频等内容；也可模拟降雨、降雪、晴天、雷雨等天气系统，同时不可移动文物的材质根据不同天气进行切换，达到真实逼真的效果，现实生活场景可通过声、光、电等技术模拟自己正在体验的不可移动文物元宇宙场景中的相应天气，让用户能够体验身临其境的感觉。游戏体验模式根据整理的有关不可移动文物文化的信息，设置一系列的有关不可移动文物文化的游戏关卡，基于XR技术实现在游戏中与不可移动文物的交互互动，同时可根据游戏中互动情况进行评分排名，排名靠前的用户会得到一些不可移动文物相关的纪念品，促使在游戏的过程中不断深入了解不可移动文物背后的文化脉络，促进文化传播。

在本实施例中，通过虚拟数据人展示元宇宙交互的步骤还包括：获取元宇宙交互信息和体验反馈信息，根据元宇宙交互信息、体验反馈信息迭代优化不可移动文物元宇宙。

在一个实施例中，元宇宙交互信息包括与元宇宙中不可移动文物的互动以及元宇宙中同一个场景下虚拟数字人的互动。其中，虚拟数字人之间的互动包括虚拟房间创建、语音聊天、视角跟随等。

在一个具体的实施例中，虚拟房间创建中其中一个人创建一个虚拟房间(也可选择一些默认公共虚拟房间)，其他人可通过搜索房间号进入同一虚拟房间，每个虚拟房间中都有一个虚拟讲解员负责不可移动文物讲解。语音聊天时，房主可邀请别人，或者别人申请进入同一虚拟房间，在同一虚拟房间中，可进行虚拟数字人之间可通过语音进行互动，就像在真实场景实时互动一样，一起探讨分享参观游览不可移动文物的心得。并且，在同一虚拟房间中，可直接控制虚拟数字人跟随虚拟讲解员的视角，也可以通过点击其中某个虚拟数字人的方式进行视角跟随。

在一个具体的实施例中，通过热点分析的方式获取体验反馈信息。具体的，通过计算虚拟数字人在某个地点一定范围内的停留时间，并按时间长短分为A、B、C三个等级，1分钟以内为C，1～5分钟为B，5分钟以上为A，时间越长，表示越受欢迎，再结合该点一定范围内所能看到内容进行分析，从而得到是什么对其进行吸引，是文物本身，还是在元宇宙中与其交互可视化表达方式。如果是文物本身对其进行吸引，则确定需要更加注重对其自身的文化信息进行挖掘，用于后续优化迭代；如果是交互可视化表达方式对其进行吸引，则可扩展该类的可视化表达方式在元宇宙中的应用，促进不可移动文物相关文化的全面推广。

进一步地，还可以根据用户的指令进行足迹分享。用户可将自己在不可移动文物元宇宙中的游览足迹生成轨迹线，保存、分享给其他的朋友，便于下次朋友沿着你的足迹进行游览。并且，根据用户的足迹分享信息获取用户的体验反馈(如通过足迹分享浏览各个对象的时间、行走路线等)，通过该体验反馈进行迭代优化。

在本实施例中，体验反馈信息还包括问卷调查信息，通过线上、线下相结合问卷调查方式获取反馈信息，便于优化迭代不可移动文物元宇宙。如根据问卷调查结果，结合实际情况，对元宇宙不足之处进行修改，修改完成后再将原来的元宇宙场景进行替换，实现升级优化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述不可移动文物元宇宙构建方法包括：

S101：通过倾斜摄影测量的方式获取不可移动文物的整体三维模型，并根据点云或者BIM数据的方式构建不可移动文物的主体三维模型、附属物三维模型；

S102：获取不可移动文物的属性数据，将主体三维模型与所述整体三维模型重叠在一起，并根据重叠信息裁剪所述整体三维模型，将附属物三维模型移动至与所述主体三维模型对应的位置以形成元宇宙场景；

S103：将属性数据挂接至所述元宇宙场景，渲染元宇宙场景。

2.如权利要求1所述的不可移动文物元宇宙构建方法，所述渲染元宇宙场景的步骤之后还包括：

接收登录信息，并在通过登录信息确定登录成功后，生成用户的虚拟数据人，通过虚拟数据人展示元宇宙交互场景。

3.如权利要求2所述的不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述生成用户的虚拟数据人的步骤具体包括：

预设各种类型的虚拟数字人，获取用户的面部信息，根据所述面部信息的识别结果选择匹配的虚拟数字人，并根据所述面部信息修改所述虚拟数字人；

或获取用户的外观信息，根据所述外观信息进行三维重建生成所述虚拟数字人。

4.如权利要求2所述的不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述通过虚拟数据人展示元宇宙交互的步骤包括：

获取用户选择的体验模式，根据所述体验模式展示体验内容，并根据输入的指令执行虚拟数字人之间的互动。

5.如权利要求2所述的不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述通过虚拟数据人展示元宇宙交互的步骤还包括：

获取元宇宙交互信息和体验反馈信息，根据所述元宇宙交互信息、体验反馈信息迭代优化不可移动文物元宇宙。

6.如权利要求1所述的不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述通过倾斜摄影测量的方式获取不可移动文物的整体三维模型的步骤具体包括：

获取所述不可移动文物的倾斜摄影数据、近地面数据，根据所述倾斜摄影数据、近地面数据构建不可移动文物的整体三维模型。

7.如权利要求1所述的不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述获取不可移动文物的属性数据的步骤之后还包括：

根据所述属性数据的类型，将所述属性数据转换为与所述类型对应的格式。

8.如权利要求7所述的不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述将主体三维模型与所述整体三维模型重叠在一起的步骤具体包括：

加载所述主体三维模型、整体三维模型以及附属物三维模型，根据所述主体三维模型、整体三维模型中的同名点将所述主体三维模型、整体三维模型重合在一起。

9.如权利要求1所述的不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述将附属物三维模型移动至与所述主体三维模型对应的位置的步骤具体包括：

获取附属物与主体之间的空间关系，根据所述空间关系移动所述附属物三维模型。

10.如权利要求1所述的不可移动文物元宇宙构建方法，其特征在于，所述将属性数据挂接至所述元宇宙场景的步骤具体包括：

获取所述元宇宙场景中每个三维模型的标识码，根据所述标识码将所述三维模型与所述属性数据绑定在一起。

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